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数字电子技术 1 前言 1 学习目的 专业基础课 学习微机原理 接口技术等计算机专业课程的基础 具备查阅手册合理选用中 小规模数字集成电路组件及分析和设计数字电路的能力的能力 为学习更复杂的数字电路奠定基础 例如 PLC DSP 单片机等等 2 2 主要学习内容 数字系统及逻辑代数的基本理论 第一 二章 门电路 第三章 组合逻辑电路 第四章 时序逻辑电路 第五 六章 脉冲波形的产生和整形 第七章 半导体存储器及可编程逻辑器件 第八章 数 模及模 数转换 第九章 3 2 主要学习内容 数字系统及逻辑代数的基本理论 第一 二章 门电路 第三章 组合逻辑电路 第四章 时序逻辑电路 第五 六章 脉冲波形的产生和整形 第七章 半导体存储器及可编程逻辑器件 第八章 数 模及模 数转换 第八章 4 教材 阎石 数字电子技术基础 第五版 参考书 康华光 电子技术基础 数字部分 宋学君 数字电子技术 第二版 J M Yrbrough著 李书浩等译 数字逻辑应用与设计 第一版 3 参考资料 5 4 考核标准 硬件实验 H301另 习题册 实验指导书 实验报告纸等H412 平时成绩20 实验 作业及出勤情况 考试成绩80 结课考试 6 1 1数字系统基本概念1 2数制及数制转换1 3码制 第一章绪论 7 变化在时间和数值上是连续的 1 何为数字电路 1 1数字系统基本概念 模拟信号 模拟电路 处理模拟信号的电路 8 变化在时间和数值上是不连续的 离散的 数字电路 处理数字信号的电路 数字信号 9 2 数字电路的特点 数字电路中 数字信号常用二值信号 0 和 1 表示 数字电路处理能力强 不仅可以实现各种代数运算 还能实现逻辑运算 数字电路抗干扰能力强 可靠性高 具有较高的精度 数字电路更易于长期存储 保密 压缩 传输和再现 10 数字通讯 利用0和1编成各种代码 分别代表不同的含义 用以实现信息传送 3 数字电路的应用 11 数字控制 利用数字电路逻辑功能 设计出各种控制装置 实现对生产过程等的自动控制 12 数字测量 显示十进制数 对测量结果进行分析处理 13 计算机技术渗透到国民经济 人民生活的一切领域 可以说与 数字 相关的事物代表着现代和先进 数字电视数字图书馆数字化部队 14 十进制 进位规则 数码 第i位的 权 位权 基数 245 25 10 2 102 4 101 5 100 2 10 1 5 10 2 1 2数制及数制转换 例1 有0 1 2 3 4 5 6 7 8 9共十个数码 逢十进一 借一当十 9 1 10 以10为基数 10i 1 2 1数制 15 进位规则 逢二进一 借一当二 数码 有0 1共2个数码 基数 以2为基数 二进制 例2 第i位的 权 位权 2i 1 1 10 16 二进制与十进制之间的对应关系 二进制代数运算 1 10111 11010 2 10011 1011 3 1101 110 4 11001 101 17 123 O 1 82 2 81 3 80 83 D 八进制 数码 有0 1 2 3 4 5 6 7共八个数码 进位规律 逢八进一 借一当八 基数 以8为基数 第i位的 权 位权 8i 例3 Octal 7 1 10 18 4E6 H 4 162 E 161 6 160 1250 D 十六进制 数码 有0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A 10 B 11 C 12 D 13 E 14 F 15 共十六个数码 进位规律 逢十六进一 借一当十六 第i位的 权 位权 16i 基数 以16为基数 例4 Hexadecimal F 1 10 19 几种常用数制对照表 20 整数部分和小数部分分别转换 小数部分采用基值重复相乘取整数法 整数部分采用基值重复相除取余数法 2215 21071d0 2531d1 2261d2 2130d3 261d4 230d5 211 01d7 低位 高位 215 D 11010111 B 1 2 2数制转换 d6 21 例5 0 6875 D B 0 6875 2 1 3750 整数部分 1 0 375 2 0 750 0 1 0 75 2 1 50 1 转换结果为 0 675 D 0 1011 B 低位 高位 22 最后一组不足用0补 将二进制整数从右向左每隔4位分为一组 将每组按二进制数向十六进制数转换的方法进行转换 整数 将二进制小数从左向右每隔4位分为一组 将每组按二进制数向十六进制数转换的方法进行转换 小数 二进制十六进制 23 例6 1011110 1011001 B H 最后一组不足用0补 0101 1110 1011 0010 B 5E B2 H 24 十六进制二进制 将每位十六进制数转换为4位二进制数 0 B0 1011 例7 0 B H B 25 最后一组不足用0补 将二进制整数从右向左每隔3位分为一组 将每组按二进制数向八进制数转换的方法进行转换 整数 将二进制小数从左向右每隔3位分为一组 将每组按二进制数向八进制数转换的方法进行转换 小数 二进制八进制 26 例8 10110101 B O 010 110 101265 例9 0 1011 B O 0 101 1000 54 最后一组不足用0补 27 八进制二进制 将每位八进制数转换为3位二进制数 0 54 例10 0 54 O B 0 101 100 28 任意数制之间的转换 除2 8 10 16进制以外的其它数制之间的转换 最好采用间接转换法 将原进制数转换为十进制数 再将十进制数转换为目的进制数 例11 将三进制数 121 3转换为五进制数 第一步 将三进制数转换为十进制数 121 3 1 32 2 31 1 30 16 10按十进制数的权展开 相加 第二步 再将十进制数转换为五进制数 16 10 31 5除5取其余数 29 不同数制的 数 可以等效转换 二 八 十六进制数之间的转换非常容易 表示同一含义时 数制愈大 所需位数愈少 用二进制数表示时 位数最长 F 16 15 10 17 8 120 3 1111 2 结论 30 编码 建立二进制代码与十进制数 字符 符号之间的一一对应关系 如 BCD码 用4位二进制数表示1位十进制数的编码 BinaryCodedDecimalCodes 有权码 8421 2421 4221 5421 1 3码制 代码 为了表示文字符号信息而采用的一定位数的二进制码 二 十进制BCD码 无权码 余3码 31 有权BCD码 32 余3码 无权码 33 格雷码 任何两位相邻编码只有一位码元不同 34 01 01 2位格雷码 00 01 11 10 00011110 01 3位格雷码 000 001 011 010 110 111 101 100 图形表示 蛇形 顺时针 35 00011110 00011110